Infrastrukturen – Hochgeschwindigkeitszüge
Im Eiltempo durch Europa
22 unterschiedliche Signal- und Sicherheitssysteme für Züge gibt es in den Staaten der EU. Doch künftig soll ETCS, ein einheitlicher Standard, den grenzenlosen Zugverkehr ermöglichen. Wie gut diese Technik bereits funktioniert, zeigt sich beim neuen Velaro E in Spanien – Europas schnellstem Hochgeschwindigkeitszug.
Pfeil auf Rädern: Der Velaro E braucht für die 650 km lange Strecke von Madrid nach Barcelona nur zweieinhalb Stunden – weniger als halb so lang wie bisherige Züge
Wer von Madrid nach Barcelona reist, erlebt Spanien von seiner wohl ursprünglichsten Seite. Der Weg führt hinauf in das menschenleere Hochplateau des iberischen Randgebirges. Ab Herbst 2006 werden Reisende diese Region mit Panoramablick genießen können. Dann braust Spaniens neuer Hochgeschwindigkeitszug Velaro E durch das Gebirge. Der Velaron E – ein Kunstwort aus VELocidad Alta (Hochgeschwindigkeit) España – ist der schnellste Personenzug Europas und eine Entwicklung des Siemens-Bereichs Transportation Systems (TS) in Erlangen. Er wird mit einer Höchstgeschwindigkeit von 350 km/h in nur zweieinhalb Stunden die 650 km lange Strecke zurücklegen. Kein anderer Zug fährt eine solche Distanz mit so hohem Durchschnittstempo. Auf der alten Trasse dauerte die Fahrt mehr als sechs Stunden.
Der weiß-blaue schlanke Zug ist eine Weiterentwicklung des ICE 3 der Deutschen Bahn und gleicht seinem deutschen Bruder rein äußerlich – abgesehen von der Farbe – wie ein Ei dem anderen. Doch für die spanischen Anforderungen waren einige wichtige Änderungen nötig, die dem Fahrgast größtenteils verborgen bleiben, etwa eine sehr leistungsfähige Klimaanlage, die auch bei 50 °C noch ausreichend Kühle produziert. Da es aber im Winter auf der teils 1 200 m hohen Strecke empfindlich kalt werden kann, wurde die Klimatechnik bis -20 °C ausgelegt. Die Bremsen haben die Erlanger Ingenieure an die höhere Geschwindigkeit angepasst. Um den Zug über weite Strecken auf Höchstleistung fahren zu können, entwickelten sie zudem einen stärkeren Transformator, ausgelegt für die spanische Netz-Spannung von 25 kV. In Deutschland fahren Züge mit 15 kV.
Wie beim ICE 3 sind die Motoren, Bremsen oder Transformatoren in Unterflurbauweise unterhalb der Waggons installiert (siehe Antriebe für Züge). Die ICE der ersten und zweiten Generation hingegen wurden von lokomotivenartigen Triebköpfen gezogen. Der Vorteil der Unterflurtechnik: Für die Fahrgäste bleibt mehr Platz. Auch der Raum direkt hinter dem Lokführer lässt sich nutzen – im Velaro E entschied sich die spanische Staatsbahn RENFE für eine Lounge mit gläsernem Konferenztisch, die etwa von Geschäftsreisenden gebucht werden kann. Ferner gibt es die Klasse "Club", eine exklusivere 1. Klasse, die Klasse "Preferente" und die Klasse "Tourista", die der 2. Klasse entspricht. Jede Klasse ist mit Mini-Küchen ausgestattet, die eine unterschiedliche Auswahl an Speisen und Getränken bieten. Im Club-Bereich und in der Preferente wird am Platz serviert.
"Für den spanischen Kunden sind der Service und das edle Ambiente noch wichtiger als für den deutschen", betont Angel Perez-Cerezo, bei Transportation Systems im Projekt Velaro E zuständig für die Inbetriebsetzung und Schulung vor Ort. "Für die RENFE war neben den technischen Merkmalen auch die Ausstattung kaufentscheidend."
Mit 300 km/h durch China. Doch nicht allein die spanische Bahn hat das Zugkonzept überzeugt. Inzwischen hat auch China 60 Hochgeschwindigkeitszüge bestellt, die auf der Velaro-Plattform basieren. Der asiatische Velaro soll rechtzeitig zu den Olympischen Spielen 2008 über die Strecke von Peking nach Tianjin, einem der Austragungsorte der olympischen Fußballwettbewerbe, jagen. Allerdings reicht die Leistung des Oberleitungssystems "nur" für eine Höchstgeschwindigkeit von 300 km/h. Die Konstruktions- und Projektierungsarbeiten sowie die Produktion der ersten drei Züge führt Siemens in Deutschland durch; die übrigen Züge werden dann in einem Werk der chinesischen Partnerfirma Tangshan Locomotive & Rolling Stock Works gebaut. Die chinesische Version wird etwas breiter als die Europäische sein und mehr Passagieren Platz bieten.
"Mit dem Velaro haben wir ohne Zweifel ein überzeugendes Hochgeschwindigkeits-Konzept für den Weltmarkt vorgelegt", betont Christian Schlegel, bei TS zuständig für die weltweite Kundenakquisition. "Voraussetzung für den Erfolg ist aber die Fähigkeit, den Zug ohne großen Aufwand an unterschiedlichste nationale Gegebenheiten anzupassen." So hat auch Russland Interesse angemeldet. Dort könnte der Velaro die Strecke Moskau-St. Petersburg bedienen. Wegen der 3-kV-Oberleitungen kann er aber dort zunächst nicht schneller als Tempo 250 fahren.
Grenzenlos unterwegs in Europa: eine ETCS-Lok von Siemens am Brenner
Grenzenlos durch Europa. Der Velaro E ist auch beispielhaft für das Zusammenwachsen des Europäischen Bahnverkehrs. Er erfüllt zum einen als erster Hochgeschwindigkeitszug die Europaweit gültige TSI-Norm (Technische Spezifikation Interoperabilität), die unter anderem einheitliche Standards für den Brandschutz oder die Crashsicherheit vorschreibt. Zum anderen ist das Fahrzeug mit dem neuen Europäischen Zugsicherungssystem ETCS (European Train Control System) ausgestattet. ETCS gilt als ein Meilenstein im grenzüberschreitenden Zugverkehr – damit werden die Züge künftig nicht mehr an der Grenze Halt machen müssen, um die Lokomotive zu wechseln. Stattdessen können sie in einem Rutsch von NordEuropa bis ans Mittelmeer brausen. Bislang existieren allerdings in Europa 22 verschiedene Zugsicherungssysteme: Die Signale sind genauso unterschiedlich wie die Sicherheitseinrichtungen auf den Lokomotiven. Nur wenige Loks können ohne technische Probleme über die Grenze rollen (Kasten).
ETCS wird in den nächsten Jahren die nationalen Standards für die Signaltechnik vereinheitlichen. Die Idee: Lokführer erhalten ihre Fahrbefehle – etwa Geschwindigkeitsbeschränkungen – über den speziell entwickelten Mobilfunkstandard GSM-Rail. Mittels Übertragungsstationen entlang der Strecke stehen die Züge permanent per Funk mit der Leitzentrale in Verbindung. Je nach Ausbaustufe erhält der Lokführer entweder alle Informationen in den Führerstand gemeldet, um selbst das Fahrzeug zu steuern (Level 1) oder das System führt den Zug vollautomatisch (Level 3).
Seine Position liest der Zug mit Hilfe so genannter Balisen ab – eine Art elektronischer Kilometersteine. Diese kleinen Funkeinheiten sind an Schwellen der Schienenstrecke befestigt und werden durch einen Funkimpuls des vorüberdonnernden Zuges aktiviert und ausgelesen. Über GSM-R teilt der Zug seine aktuelle Position automatisch der Übertragungsstation mit. Der Vorteil: Diese Signalgebung funktioniert dank des weit verbreiteten GSM-R-Standards in allen Europäischen Ländern. Alle Züge richten sich künftig nach dem einheitlichen Funksignal. Die vielen landestypischen Signale werden damit überflüssig.
Dank Unterflurtechnik (oben links) bietet der Velaro E seinen Passagieren mehr Platz – etwa in einer Lounge (oben rechts). Ab Herbst 2006 können ihn die Passagiere genießen
Umweltschutz dank ETCS. Ein weiterer Vorteil ist, dass ETCS nicht nur länder-, sondern auch herstellerübergreifend arbeiten wird – Interoperabilität heißt das für die Experten. Inzwischen gibt es Europaweit eine ganze Reihe von ETCS-Teststrecken – etwa in den Niederlanden oder zwischen Jüterbog und Leipzig. Um zu untersuchen, ob ETCS wie gewünscht funktioniert, hat Siemens einen Versuchszug auf Basis des Desiro-Triebwagens mit ETCS-Technik ausgestattet. "Bei Versuchen in den Niederlanden in Zusammenarbeit mit fremden Partnern arbeitete das System fast so gut wie auf der heimischen Strecke nach Jüterbog", sagt ETCS-Experte Stephan Klein von Siemens TS in Berlin.
"Technisch ist ETCS längst einsatzfähig", konstatiert Dr. Ralf Kaminsky, zuständig für ETCS bei TS in Braunschweig. "Zudem hat die EU, um den Schienentransport zu stärken, die Interoperabilität für alle Mitgliedsländer zur Pflicht gemacht." Doch bis ETCS flächendeckend eingeführt wird, dürfte noch einige Zeit vergehen. Denn die Europäischen Staaten und Bahngesellschaften haben durchaus verschiedene Interessen. Länder wie Deutschland oder Frankreich, die bereits ein ausgefeiltes und leistungsfähiges Zugsicherungssystem installiert haben, sehen in ETCS Zusatzkosten, die auf nationaler Ebene zunächst keinen Mehrwert bringen. Kaminsky: "Nationen, die ein solches System hingegen erstmals aus der Taufe heben, wollen ETCS gleich einführen."
Die Bahnexperten glauben daher, dass ETCS zunächst vor allem auf wichtigen transEuropäischen Schienenkorridoren zum Einsatz kommen wird – etwa für den Güterverkehr von Rotterdam nach Genua. Der Transport per Zug durch Deutschland und die Alpenländer würde die Straßen enorm entlasten und wäre wegen des grenzüberschreitenden Fahrens erheblich schneller als der Seeweg. Zudem können dank ETCS die Abstände zwischen Zügen verringert werden. Die Strecken werden besser ausgelastet. "Die Vorzüge von ETCS liegen auf der Hand", sagt Kaminsky. Für ihn ist es deshalb nur eine Frage der Zeit, bis Züge per Funk ihren Weg durch Europa finden. Einer der ersten mit ETCS geleiteten Hochgeschwindigkeitszüge wird jedenfalls der Velaro E auf der Strecke zwischen Madrid und Barcelona sein.
Tim Schröder
Beim Eisenbahnverkehr ist Europa noch nicht ganz zusammengewachsen. Ein markantes Beispiel: die Grenze zwischen Österreich und Italien. Hier müssen die Züge bislang die Lokomotive und selbst den Fahrer auswechseln – auch ein einheitlicher Europäischer Lokführerschein fehlt noch. Das behindert vor allem den Güterverkehr, der bisher am Brennerbahnhof einen einstündigen Rangierstopp einlegen musste – ein Nachteil gegenüber den flexibleren und kostengünstigeren Lkw. Mit der Viersystemlok von Siemens gewinnt die Schiene nun wieder ein Stück Wettbewerbsfähigkeit zurück. Seit einigen Monaten verkehren Güterzüge mit der Lok auf Europas wichtigster Alpentransitstrecke – ohne Stopp am Brenner. Möglich machen das modernste Leistungselektronik und Zugsicherungssysteme, die in Österreich, Deutschland und Italien kompatibel sind. Neben variablen LED-Scheinwerfern und mehrsprachigen Displays hat die High-Tech-Lok vier unterschiedliche Stromabnehmer auf dem Zugdach, die je nach Spannungssystem hochgeklappt werden (Bild): Fährt etwa eine Lok von Italien in den Brennerbahnhof ein, klappt sie den "italienischen" Stromabnehmer herunter, rollt die wenigen Meter bis nach Österreich antriebslos und fährt dort den entsprechenden Abnehmer wieder hoch. Dieser Vorgang dauert wenige Minuten. So können mehr Züge auf weniger Trassen fahren und die Bahnbetreiber müssen weniger Loks einsetzen – das spart Kosten und verlagert mehr Verkehr von der Straße auf die Schiene, was wiederum die Umwelt entlastet. "Unser Bruttotransportvolumen ist 2005 um 30 % auf über 5 Mio. t gestiegen. Dazu hat auch der Einsatz der neuen Lokomotive beigetragen", sagt Dr. Harald Schmittner, Geschäftsführer der Firma Lokomotion, die die neuen Siemens-Züge auf der Strecke von München nach Verona einsetzt. "30 % Transportzunahme – das entspricht etwa 200 000 Lkw-Fahrten, die der sensiblen Alpenregion erspart geblieben sind."
Florian Martini